JP3235635B2 - Inkjet recording head - Google Patents
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- JP3235635B2 JP3235635B2 JP31410994A JP31410994A JP3235635B2 JP 3235635 B2 JP3235635 B2 JP 3235635B2 JP 31410994 A JP31410994 A JP 31410994A JP 31410994 A JP31410994 A JP 31410994A JP 3235635 B2 JP3235635 B2 JP 3235635B2
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- generating chamber
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- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14201—Structure of print heads with piezoelectric elements
- B41J2/14274—Structure of print heads with piezoelectric elements of stacked structure type, deformed by compression/extension and disposed on a diaphragm
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- B41J2002/14387—Front shooter
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ノズル開口及び共通の
インク室に連通された圧力発生室を構成している振動板
を縦振動モードの圧電振動子により収縮させてインク滴
を吐出させるインクジェット記録ヘッドに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink-jet apparatus for ejecting ink droplets by contracting a diaphragm constituting a pressure generating chamber connected to a nozzle opening and a common ink chamber by a piezoelectric vibrator in a longitudinal vibration mode. Related to a recording head.
【0002】[0002]
【従来の技術】縦振動モードの圧電振動子を駆動源に使
用するインクジェット記録ヘッドは、圧電振動子の振動
板に当接する面積を小さくすることが可能なため、90
dpi(dot per inch)以上の高い圧力発生室の配列密
度を備えている。このような記録ヘッドは、図14に示
したように圧力発生室A、インク供給口B、及び共通の
インク室Cを区画する通孔が穿設された流路形成板D
と、圧力発生室Aに連通するノズル開口Eが穿設された
ノズルプレートFと、圧電振動子Gの変位を受けて弾性
変形するダイヤフラム部Hを備えた振動板Jとを積層
し、接着剤で液密に固定して構成した基板ユニットK
を、圧電振動子Gやインク供給管等を取付ける基台Lに
固定することにより一体に纏められている。2. Description of the Related Art An ink jet recording head using a piezoelectric vibrator in a longitudinal vibration mode as a driving source can reduce the area of the piezoelectric vibrator in contact with a vibration plate.
A high pressure generation chamber arrangement density of at least dpi (dot per inch) is provided. As shown in FIG. 14, such a recording head has a flow path forming plate D provided with a through hole for partitioning a pressure generating chamber A, an ink supply port B, and a common ink chamber C.
And a nozzle plate F having a nozzle opening E communicating with the pressure generating chamber A, and a diaphragm J having a diaphragm portion H elastically deformed by receiving a displacement of the piezoelectric vibrator G. Substrate unit K configured to be liquid-tight
Are fixed to a base L on which a piezoelectric vibrator G, an ink supply pipe and the like are mounted.
【0003】このように構成されたインクジェット記録
ヘッドは、ダイヤフラム部Hを圧電振動子Gの先端に当
接させべく、ダイヤフラム部Hが基台に対向するように
して基板ユニットを基台に固定する関係上、基台Lとダ
イヤフラム部Hとの接触を避けるために、圧力発生室A
を避けるようにして基台Lに固定されている。In the ink jet recording head configured as described above, the substrate unit is fixed to the base in such a manner that the diaphragm H faces the base so that the diaphragm H comes into contact with the tip of the piezoelectric vibrator G. In order to avoid contact between the base L and the diaphragm H, the pressure generating chamber A
Is fixed to the base L so as to avoid the
【0004】解像度を高めるべく圧力発生室の配列密度
を高める場合には、圧力発生室Aの容積を確保する必要
上、圧力発生室Aの軸方向の長さを大きく取らざるを得
ないので、圧力発生室Aに対向する基台Lの支持を受け
ない無支持領域S1が長くなるため、インク滴を吐出さ
せるべく圧電振動子Gにより一定の変位aを与えると、
基板ユニットKの無支持領域S1が図中点線で示すよう
にたわみやすくなり、印字品質の低下を招くという問題
がある。In order to increase the arrangement density of the pressure generating chambers in order to increase the resolution, the length of the pressure generating chamber A in the axial direction must be increased because the volume of the pressure generating chamber A must be secured. Since the unsupported area S1 which is not supported by the base L facing the pressure generating chamber A becomes longer, when a certain displacement a is given by the piezoelectric vibrator G to eject ink droplets,
There is a problem that the unsupported area S1 of the substrate unit K easily bends as shown by a dotted line in the figure, which causes a decrease in print quality.
【0005】また、このような高い解像度になると、圧
電振動子Gの先端が当接する位置の精度が極めて重要な
要件となるため、特開平3-15555公報に見られるように
圧力発生室を変形させる変形領域のほぼ中央に厚肉部か
らなるアイランド部Mを形成して、これに圧電振動子G
の先端を当接させることが行われている。このような技
術によれば、圧電振動子Gの当接位置が若干ずれてもア
イランド部Mを介して圧電振動子Gの変位を伝達できる
ため、ダイヤフラム部Hに所定の変位を与えることが可
能となる。At such a high resolution, the accuracy of the position at which the tip of the piezoelectric vibrator G contacts is a very important requirement. Therefore, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-15555, the pressure generating chamber is deformed. An island portion M consisting of a thick portion is formed substantially at the center of the deformation region to be
Abutting of the tip of the body. According to such a technique, even if the contact position of the piezoelectric vibrator G is slightly shifted, the displacement of the piezoelectric vibrator G can be transmitted through the island portion M, so that a predetermined displacement can be given to the diaphragm portion H. Becomes
【0006】しかしながら、180dpi以上という極
めて高い解像度になると、アイランド部Mと圧力発生室
Aとの相対位置に誤差が生じ易くなり、圧力発生室Aの
変形状態にばらつきが生じて、印字品質が低下するとい
う問題がある。However, if the resolution becomes extremely high, such as 180 dpi or more, an error is likely to occur in the relative position between the island portion M and the pressure generating chamber A, and the deformation state of the pressure generating chamber A varies, thereby deteriorating the printing quality. There is a problem of doing.
【0007】さらには、圧力発生室Aの間隔を小さくす
る必要上、圧力発生室Aを区画する隔壁の厚みが薄くな
り、剛性が低下して、隣接する圧力発生室を駆動する圧
電振動子の伸縮により圧力発生室が変形して、いわゆる
サテライトを生じたり、また圧電振動子の伸長による圧
力発生室の変形度合が小さくなってインク吐出効率が低
下するという問題がある。Further, since it is necessary to reduce the interval between the pressure generating chambers A, the thickness of the partition walls which partition the pressure generating chambers A is reduced, the rigidity is reduced, and the piezoelectric vibrator for driving the adjacent pressure generating chambers is reduced. There is a problem that the pressure generating chamber is deformed due to expansion and contraction to generate a so-called satellite, and the degree of deformation of the pressure generating chamber due to the expansion of the piezoelectric vibrator is reduced, thereby lowering the ink ejection efficiency.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような問
題に鑑みてなされたものであって、その目的とするとこ
ろは、圧力発生室の無支持領域を可及的に短くして基板
ユニットの剛性を高めたインクジェット記録ヘッドを提
供することにある。また、本発明の第2の目的は、組立
精度が印字品質に及ぼす影響を可及的に小さくすること
ができる新規なインクジェット記録ヘッドを提供するこ
とである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to reduce the unsupported area of a pressure generating chamber as short as possible. An object of the present invention is to provide an ink jet recording head having improved rigidity. A second object of the present invention is to provide a novel ink jet recording head capable of minimizing the influence of assembly accuracy on print quality.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】このような問題を解消す
るために本発明においては、圧力発生室、共通のインク
室、及び前記圧力発生室と共通のインク室とを接続する
インク供給口を区画する通孔が穿設された流路形成板
と、前記圧力発生室に連通するノズル開口が穿設された
ノズルプレートと、圧電振動子の変位を受けて弾性変形
するダイヤフラム部を備えた振動板とを液密に積層、固
定して構成した基板ユニットを基台に固定してなるイン
クジェット記録ヘッドにおいて、前記振動板には、前記
圧力発生室のインク供給口側、及びノズル開口側の近傍
に、前記ダイヤフラム部よりも厚く、かつ前記ダイヤフ
ラム部を露出させるように前記圧電振動子側に延長され
た枠状の厚肉部が形成されていて、前記枠状の厚肉部に
対向する領域が基台との接着領域とされている。According to the present invention, in order to solve such a problem, a pressure generating chamber, a common ink chamber, and the pressure generating chamber and a common ink chamber are connected.
A flow path forming plate provided with a through hole defining an ink supply port , a nozzle plate provided with a nozzle opening communicating with the pressure generating chamber, and a diaphragm portion elastically deformed by receiving a displacement of the piezoelectric vibrator And a vibration plate provided with a liquid-tightly laminated and fixed substrate unit fixed to a base. mouth side, and the vicinity of the nozzle opening side, rather thick than the diaphragm portion, and the Daiyafu
Wherein to expose the ram portion is thick portion of the extended length is a frame-like to the piezoelectric vibrator side formation, the region opposed to the thick portion of the frame-like is the bonding area of a base I have .
【0010】[0010]
【作用】圧電振動子側に延びている枠状の厚肉部を基台
に支持することにより圧力発生室の無支持領域を可及的
に短くして、圧電振動子による力を基台で受け止めるこ
とが可能となり、剛性が高くなる。The frame-like thick portion extending toward the piezoelectric vibrator is supported on the base to shorten the unsupported area of the pressure generating chamber as much as possible, and the force of the piezoelectric vibrator is applied to the base. It becomes possible to receive, and rigidity increases.
【0011】[0011]
【実施例】そこで以下に本発明の詳細を図示した実施例
に基づいて説明する。図1は本発明の記録ヘッドの概要
を示すものであって、図中符号2は、ノズル開口1が穿
設されたノズルプレート、3は、圧力発生室9を区画す
る通孔3a、インク供給口10を区画する通孔または溝
3b、及び共通のインク室11を区画する通孔3dが設
けられた流路形成板、4は、圧電振動子6の先端に当接
して弾性変形する振動板で、ノズルプレート2と振動板
4とが流路形成板3の両面に液密となるように固定され
て基板ユニット5を構成している。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. FIG. 1 shows an outline of a recording head according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 2 denotes a nozzle plate having a nozzle opening 1 formed therein, reference numeral 3 denotes a through hole 3a for partitioning a pressure generating chamber 9, and ink supply. A flow path forming plate 4 provided with a through hole or groove 3b for defining the opening 10 and a through hole 3d for defining the common ink chamber 11 is a vibrating plate which elastically deforms by contacting the tip of the piezoelectric vibrator 6. Thus, the nozzle plate 2 and the vibrating plate 4 are fixed to both surfaces of the flow path forming plate 3 in a liquid-tight manner to constitute the substrate unit 5.
【0012】7は、基台で、ここには振動可能に圧電振
動子6が挿通されていて、開口から露出している圧電振
動子6の先端に振動板4を当接させてこれら圧電振動子
6と基板ユニット5を固定してインクジェット記録ヘッ
ドに纏めるものである。なお、図中符号12は、図示し
ないインクタンクからのインクを基板ユニット5に供給
するインク供給管を示す。Reference numeral 7 denotes a base, into which the piezoelectric vibrator 6 is inserted so as to be able to vibrate. The head 6 and the substrate unit 5 are fixed and integrated into an ink jet recording head. Reference numeral 12 in the figure denotes an ink supply pipe that supplies ink from an ink tank (not shown) to the substrate unit 5.
【0013】図2は、前述の圧電振動子6の一実施例を
示すものであって、圧電材料層60と電極層61、62
とを交互に多層に積層するとともに、各電極層61、6
2の一端を端部に露出させて両端に外部駆動源からの信
号を受けるセグメント電極63とコモン電極64とに接
続し、電極層61、62に平行な方向に伸縮するように
構成されている。FIG. 2 shows an embodiment of the above-described piezoelectric vibrator 6, in which a piezoelectric material layer 60 and electrode layers 61 and 62 are shown.
Are alternately stacked in multiple layers, and each of the electrode layers 61, 6
2 is connected to a segment electrode 63 for receiving a signal from an external drive source and a common electrode 64 at both ends, and is configured to expand and contract in a direction parallel to the electrode layers 61 and 62. .
【0014】図3は、前述の基板ユニット5と圧電振動
子6との取付け状態を示す図であって、流路形成板3を
挟んでこれの両面にノズルプレート2と振動板4を液密
に接着剤で固定することによりノズル開口1の配列方向
に沿って圧力発生室9が形成されている。FIG. 3 is a diagram showing the mounting state of the above-mentioned substrate unit 5 and the piezoelectric vibrator 6. The nozzle plate 2 and the vibrating plate 4 are liquid-tight on both sides of the flow path forming plate 3. The pressure generating chamber 9 is formed along the direction in which the nozzle openings 1 are arranged by fixing the pressure generating chamber 9 with an adhesive.
【0015】一方、振動板4には、圧力発生室9に対向
する領域のほぼ中央に位置するように圧電振動子6の先
端に当接するアイランド部4aが形成されており、また
隣接する圧力発生室9を隔てる隔壁3cに対向し、かつ
圧力発生室9の境界に一致するか、図3に示したように
圧力発生室9の内側に若干食い込んでオーバハングとな
るように第1の厚肉部4b、及び圧力発生室9の両端側
に若干食い込む程度の第2、第3の厚肉部4c、4dと
が形成されていて、これらアイランド部4aと第1、第
2、第3の厚肉部4b、4c、4dとに囲まれた薄肉の
領域が圧電振動子6により変形するダイヤフラム部4e
として区画されている。On the other hand, the vibrating plate 4 is formed with an island portion 4a which is in contact with the tip of the piezoelectric vibrator 6 so as to be located substantially at the center of the region facing the pressure generating chamber 9, and has an adjacent pressure generating region. The first thick portion is opposed to the partition wall 3c separating the chamber 9 and coincides with the boundary of the pressure generating chamber 9 or slightly bites into the inside of the pressure generating chamber 9 as shown in FIG. 4b and second and third thick portions 4c and 4d are formed so as to slightly bite into both ends of the pressure generating chamber 9, and these island portions 4a and the first, second and third thick portions are formed. A diaphragm portion 4e in which a thin region surrounded by the portions 4b, 4c, and 4d is deformed by the piezoelectric vibrator 6.
It is partitioned as.
【0016】そして、ダイヤフラム部4eを、図4に示
したように圧力発生室9の開口よりも一回り小さく形成
して、振動板4の厚肉部4b、4c、4dを圧力発生室
9側にオーバハングさせた場合には、第1の厚肉部4b
が圧力発生室を区画する壁3cから圧力発生室9側にΔ
L1だけ迫り出し(図5)、また圧力発生室の両端近傍
では第2、第3の厚肉部4c、4dがやはり圧力発生室
側にΔL2だけ迫り出す(図6)ことになる。The diaphragm portion 4e is formed to be slightly smaller than the opening of the pressure generating chamber 9 as shown in FIG. 4, and the thick portions 4b, 4c, 4d of the diaphragm 4 are moved to the pressure generating chamber 9 side. The first thick portion 4b
Is Δ from the wall 3c defining the pressure generation chamber to the pressure generation chamber 9 side.
L1 (FIG. 5), and the second and third thick portions 4c and 4d also approach the pressure generating chamber by ΔL2 near both ends of the pressure generating chamber (FIG. 6).
【0017】一例を挙げるならば、圧力発生室9の幅W
1を200μmに、また隔壁3cの幅W2を80μm
に、さらに第1の厚肉部4bの幅W3を140μmに設
定すると、圧力発生室9の中心線とアイランド部4aの
中心線とが一致して流路形成板3と振動板4とが接合さ
れた場合における迫り出しの長さΔL1として30μm
が確保できることになる。As an example, the width W of the pressure generating chamber 9 will be described.
1 to 200 μm, and the width W2 of the partition 3c to 80 μm
Further, when the width W3 of the first thick portion 4b is set to 140 μm, the center line of the pressure generating chamber 9 and the center line of the island portion 4a coincide, and the flow path forming plate 3 and the diaphragm 4 are joined. 30 μm as the length of protrusion ΔL1
Can be secured.
【0018】この結果、図7に示したように流路形成板
3と振動板4との位置決め誤差ΔL3が例え20μmと
なってもダイヤフラム部4aを圧力発生室9に対向させ
た状態に位置決めすると、接着剤Pのはみ出し領域L4
を10μmまで確保することができる。この結果、接着
剤Pがたとえ隔壁3cからはみ出したとしても、第1、
第2、第3の厚肉部4b、4c、4dで吸収してダイヤ
フラム部4eにまで流れ出すのを防止でき、ダイヤフラ
ム部4eの弾性特性を一定にすることができる。As a result, as shown in FIG. 7, even if the positioning error .DELTA.L3 between the flow path forming plate 3 and the diaphragm 4 becomes 20 .mu.m, the diaphragm portion 4a is positioned so as to face the pressure generating chamber 9. , The adhesive P protruding region L4
To 10 μm. As a result, even if the adhesive P protrudes from the partition wall 3c, the first,
The absorption by the second and third thick portions 4b, 4c and 4d and the flow out to the diaphragm portion 4e can be prevented, and the elastic characteristics of the diaphragm portion 4e can be made constant.
【0019】つまり厚肉部4bを圧力発生室9の隔壁3
cの幅に一致するように形成して、振動板4と流路形成
板3との間に位置ずれが存在すると、図13に示したよ
うに接着剤Pがダイヤフラム部4eに流れ出して、ダイ
ヤフラム部4eの振動特性を変動させることになる。That is, the thick portion 4b is connected to the partition wall 3 of the pressure generating chamber 9.
When the gap is formed between the diaphragm 4 and the flow path forming plate 3 so as to match the width of the diaphragm c, the adhesive P flows out to the diaphragm portion 4e as shown in FIG. The vibration characteristics of the portion 4e will be changed.
【0020】一般的には、隔壁3cに対向する第1の厚
肉部4bの幅W3を、隣接する圧力発生室9同士を区画
している隔壁3cの幅W2に対して5乃至50%程度大
きくすると、組み立て誤差を吸収できてインク吐出性能
を一定とすることが可能となる。Generally, the width W3 of the first thick portion 4b opposed to the partition wall 3c is about 5 to 50% of the width W2 of the partition wall 3c which partitions the adjacent pressure generating chambers 9 from each other. When the size is increased, the assembly error can be absorbed, and the ink ejection performance can be made constant.
【0021】一方、ダイヤフラム部4eは、アイランド
部4aとほぼ同一の厚みを有する枠状の第2、第3の厚
肉部4cと、これと一体に構成れて圧力発生室9の隔壁
3cに沿って平行に延びる第1の厚肉部4bにより区画
されているため、圧力発生室9を区画する壁3cがノズ
ルプレート2の他に振動板4の第1の厚肉部4bでも強
化されることになり、圧電振動子6の変位に対する基板
ユニット5全体の剛性が高められ、インク吐出時におけ
る基板ユニット5のたわみが可及的に小さく抑えられて
クロストークが防止される。On the other hand, the diaphragm portion 4e has a frame-like second and third thick portion 4c having substantially the same thickness as the island portion 4a, and a diaphragm 3c of the pressure generating chamber 9 which is integrally formed with the frame portion. The first thick portion 4b of the diaphragm 4 is reinforced by the first thick portion 4b of the diaphragm 4 in addition to the nozzle plate 2 because the first thick portion 4b extends in parallel with the first thick portion 4b. As a result, the rigidity of the entire substrate unit 5 with respect to the displacement of the piezoelectric vibrator 6 is increased, and the deflection of the substrate unit 5 during ink ejection is suppressed as small as possible, thereby preventing crosstalk.
【0022】さらに図8に示したように圧力発生室9の
両端に形成されている第2、第3の厚肉部4c、4dが
圧力発生室9の隔壁3cに沿うように圧電振動子6側に
延長されて、この延長された領域(図3においてドット
で埋めて示す領域)が基台7に接着剤で固定されて、基
台7に支持されているため、無支持領域S2が従来のも
のの無支持領域S1(図14)よりも短くなり圧電振動
子6の変位による基板ユニット5全体のたわみが小さく
なる。Further, as shown in FIG. 8, the piezoelectric vibrator 6 has the second and third thick portions 4c and 4d formed at both ends of the pressure generating chamber 9 along the partition walls 3c of the pressure generating chamber 9. The extended area (the area shown by filling in dots in FIG. 3) is fixed to the base 7 with an adhesive and supported by the base 7, so that the unsupported area S2 is Therefore, the deflection of the entire substrate unit 5 due to the displacement of the piezoelectric vibrator 6 is reduced.
【0023】この振動板4は、ポリイミド、ポリサルホ
ン、ポリカーボネイト、ポリエーテルイミド、ポリエチ
レン、ポリアラミド、ポリエステル等の高分子膜に、ア
イランド部4a、厚肉部4b、4c、4dとなる領域に
ニッケル、クロム等を電鋳したり、また前記高分子膜を
ニッケル、クロム、ステンレス、金、銀、銅、チタン等
の金属膜にキャステング等により積層するとともに、金
属膜をアイランド部4a、厚肉部4b、4c、4dの形
状に合わせてエッチングしたり、さらにはシリコン、ニ
ッケル、クロム、ステンレス、チタン等の金属膜を用
い、ダイヤフラム部4aとなる領域を部分的にエッチン
グすることにより製造することができる。The diaphragm 4 is formed of a polymer film of polyimide, polysulfone, polycarbonate, polyetherimide, polyethylene, polyaramid, polyester, or the like, and nickel and chromium in the regions where the island portions 4a and the thick portions 4b, 4c, and 4d are formed. Or the like, or the polymer film is laminated on a metal film such as nickel, chromium, stainless steel, gold, silver, copper, or titanium by casting or the like, and the metal film is formed in the island portion 4a, the thick portion 4b, It can be manufactured by etching according to the shapes of 4c and 4d, or by partially etching the region to be the diaphragm portion 4a using a metal film of silicon, nickel, chromium, stainless steel, titanium or the like.
【0024】この実施例では、厚さ40μmのステンレ
ス膜と厚さ3μmのポリイミドの膜とを接合、積層し
て、ステンレスをエッチングして製作されている。In this embodiment, a stainless steel film having a thickness of 40 μm and a polyimide film having a thickness of 3 μm are joined and laminated, and the stainless steel is etched.
【0025】図9は、本発明の第2の実施例を示すもの
であって、この実施例においては、振動板3に形成する
第1の厚肉部の内、圧力発生室9の両端近傍(図中A、
Bの領域)だけを圧力発生室側にオーバハングさせ、ま
たアイランド部4eに対向する領域(図中Cの領域)の
幅を圧力発生室9を区画する隔壁3cの幅に一致させる
ように構成されている。FIG. 9 shows a second embodiment of the present invention. In this embodiment, of the first thick portion formed on the diaphragm 3, the vicinity of both ends of the pressure generating chamber 9 is shown. (A,
Only the region B is overhanged to the pressure generating chamber side, and the width of the region facing the island portion 4e (the region C in the figure) is made equal to the width of the partition wall 3c defining the pressure generating chamber 9. ing.
【0026】この実施例によれば、振動板4と流路形成
板3との位置決め精度を高めさえすれば、ダイヤフラム
部4eの面積を大きく確保でき、しかも基台7による固
定領域を可及的に大きく、つまり無支持領域S2を短く
して、流路ユニット5のたわみを小さくすることができ
る。According to this embodiment, as long as the positioning accuracy between the diaphragm 4 and the flow path forming plate 3 is increased, a large area of the diaphragm portion 4e can be ensured, and the fixed area by the base 7 can be as large as possible. In other words, the non-support area S2 can be shortened, and the deflection of the flow path unit 5 can be reduced.
【0027】図10は、本発明の第3の実施例を示すも
のであって、この実施例においては圧力発生室9の両端
近傍に形成される第2、第3の厚肉部4c、4dを、ア
イランド部4aの両端に到達する程度(図中符号A、B
の領域)まで延長して半島状に形成するとともに、前述
の第1の厚肉部4bを無くして薄肉部4fとしたもの
で、この実施例によれば、基台7による支持領域を可及
的に長くして基板ユニット5のたわみを少なくしつつ、
基台7との接着のための接着剤を転写により塗布する場
合には、塗布領域をこの半島条の厚肉部にだけ限定でき
て、基台7との固定のための接着剤の流れ出しがダイヤ
フラム部4eに及ぶのを可及的に防止することができ
る。FIG. 10 shows a third embodiment of the present invention. In this embodiment, the second and third thick portions 4c and 4d formed near both ends of the pressure generating chamber 9 are shown. To the extent that it reaches both ends of the island portion 4a (reference numerals A and B in the figure).
In this embodiment, the first thick portion 4b is eliminated to form a thin portion 4f, and according to this embodiment, the support area of the base 7 is as large as possible. While reducing the deflection of the board unit 5
When the adhesive for bonding to the base 7 is applied by transfer, the application area can be limited only to the thick portion of the peninsula, and the flow of the adhesive for fixing to the base 7 can be reduced. It can be prevented as much as possible from reaching the diaphragm part 4e.
【0028】この実施例における基台7と厚肉部4c、
4dとの接合は、基台7とアイランド部4aが、インク
吐出動作時に振動板4がその振動で接触しないように、
圧力発生室9よりも内側でかつアイランド部4aの両端
よりも外側の領域で行われている。In this embodiment, the base 7 and the thick portion 4c
The base 4 and the island portion 4a are joined so that the vibration plate 4 does not come into contact with the vibration during the ink discharging operation.
This is performed in a region inside the pressure generating chamber 9 and outside both ends of the island portion 4a.
【0029】図11は、本発明の第4の実施例を示すも
のであって、この実施例においては、前述の半島条に形
成された第2、第3の厚肉部4c、4dに連続してアイ
ランド部に対向する領域(図中符号C)には、隔壁3c
の幅よりも若干狭くなるように第1の厚肉部4bを構成
したものである。この実施例によれば、基板ユニット全
体の剛性を向上と、ダイヤフラム部4eの面積を可及的
に大きく保ちつつ、基台7による支持領域を長くしてた
わみを防止することができる。FIG. 11 shows a fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, the second and third thick portions 4c and 4d formed on the above-mentioned peninsula are continuous with each other. In the region (reference numeral C in the figure) facing the island portion, the partition 3c
The first thick portion 4b is configured to be slightly smaller than the width of the first thick portion. According to this embodiment, it is possible to improve the rigidity of the entire substrate unit and to prevent the deflection by extending the support area by the base 7 while keeping the area of the diaphragm portion 4e as large as possible.
【0030】なお、上述の実施例においては、縦振動モ
ードの圧電振動子を駆動源とする場合に例を採って説明
したが、たわみ振動モードの圧電振動子を使用すること
もできる。In the above-described embodiment, an example has been described in which the piezoelectric vibrator in the longitudinal vibration mode is used as the driving source. However, a piezoelectric vibrator in the flexural vibration mode can be used.
【0031】すなわち、図12に示したように、厚肉部
4b、4c、4dにより区画されているダイヤフラム部
4eの表面に、アイランド部4aを形成することなく、
厚肉部4b、4c、4dに接触させないようにたわみ振
動モードの圧電振動子20を貼着することにより、ダイ
ヤフラム部4eを変形させて流路形成板21と第2の蓋
板24、及び振動板4とで形成された圧力発生室23を
収縮させて、これに連通するノズル開口22からインク
を吐出させるもので、この実施例においても隣接する圧
力発生室23ヘの振動の伝搬を厚肉部4b、4c、4d
により防止することができる。なお、図中符号25はイ
ンク供給口を示す。That is, as shown in FIG. 12, the island portion 4a is not formed on the surface of the diaphragm portion 4e defined by the thick portions 4b, 4c and 4d.
By attaching the piezoelectric vibrator 20 in the flexural vibration mode so as not to contact the thick portions 4b, 4c, and 4d, the diaphragm portion 4e is deformed, and the flow path forming plate 21, the second lid plate 24, and the vibration The pressure generating chamber 23 formed by the plate 4 is contracted and ink is ejected from the nozzle opening 22 communicating with the pressure generating chamber 23. In this embodiment as well, propagation of vibration to the adjacent pressure generating chamber 23 is increased. Parts 4b, 4c, 4d
Can be prevented. Note that reference numeral 25 in the drawing denotes an ink supply port.
【0032】[0032]
【発明の効果】以上、説明したように本発明において
は、圧力発生室、インク供給口、及び共通のインク室を
区画する通孔が穿設された流路形成板と、圧力発生室に
連通するノズル開口が穿設されたノズルプレートと、圧
電振動子の変位を受けて弾性変形するダイヤフラム部を
備えた振動板とを積層し、接着剤で液密に固定して構成
した基板ユニットを基台に固定してなるインクジェット
記録ヘッドにおいて、振動板には、少なくとも前記圧力
発生室のインク供給口側、及びノズル開口側の近傍に、
前記ダイヤフラム部よりも厚い枠状の厚肉部が形成され
ていて、前記枠状の厚肉部に対向する領域を基台との接
着領域としたので、ダイヤフラム部の変位を阻害するこ
となく、圧力発生室の無支持領域を短くできて、圧電振
動子の変位に起因する基板ユニットのたわみを小さくす
ることができる。As described above, according to the present invention, the pressure generating chamber, the ink supply port, and the flow path forming plate provided with the through holes for defining the common ink chamber are communicated with the pressure generating chamber. Plate unit with a nozzle plate with a perforated nozzle opening and a diaphragm with a diaphragm that elastically deforms in response to the displacement of the piezoelectric vibrator, and is fixed in a liquid-tight manner with an adhesive. In the ink jet recording head fixed to the table, the vibration plate, at least in the vicinity of the ink supply port side of the pressure generating chamber, and the nozzle opening side,
Since a frame-shaped thick portion thicker than the diaphragm portion is formed, and a region facing the frame-shaped thick portion is an adhesion region with a base, without disturbing the displacement of the diaphragm portion, The unsupported region of the pressure generating chamber can be shortened, and the deflection of the substrate unit due to the displacement of the piezoelectric vibrator can be reduced.
【図1】本発明のインクジェット記録ヘッドの一実施例
を示す組み立て斜視図である。FIG. 1 is an assembled perspective view showing one embodiment of an ink jet recording head of the present invention.
【図2】同上ヘッドに使用する圧電振動子の一実施例を
示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing one embodiment of a piezoelectric vibrator used in the head.
【図3】同上ヘッドの基板ユニットと圧電振動子の当接
領域を拡大して示す一部断面斜視図である。FIG. 3 is an enlarged partial cross-sectional perspective view showing a contact area between a substrate unit of the head and the piezoelectric vibrator.
【図4】同上ヘッドの流路形成板と振動板との相対位置
を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a relative position between a flow path forming plate and a diaphragm of the head.
【図5】図4の線A−Aにおける断面図である。FIG. 5 is a sectional view taken along line AA in FIG. 4;
【図6】図4の線B−Bにおける断面図である。FIG. 6 is a sectional view taken along line BB in FIG. 4;
【図7】同上ヘッドの組み立ての際に、振動板と流路形
成板との位置合わせに誤差が生じた場合、及びこれら両
者を接合する接着剤がはみ出した状態を示す断面図であ
る。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a case where an error occurs in the positioning of the diaphragm and the flow path forming plate during assembly of the head, and a state in which an adhesive for joining the two protrudes.
【図8】圧力発生室の軸線に沿った断面における構造を
示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a structure in a cross section along an axis of the pressure generating chamber.
【図9】本発明の第2の実施例を振動板の上面構造でも
って示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a second embodiment of the present invention with a top structure of a diaphragm.
【図10】本発明の第3の実施例を振動板の上面構造で
もって示す図である。FIG. 10 is a view showing a third embodiment of the present invention with a top structure of a diaphragm.
【図11】本発明の第4の実施例を振動板の上面構造で
もって示す図である。FIG. 11 is a view showing a fourth embodiment of the present invention with a top structure of a diaphragm.
【図12】たわみ振動の圧電振動子を適用した場合に一
実施例を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing an embodiment in which a flexural vibration piezoelectric vibrator is applied.
【図13】図(イ)、(ロ)は、それぞれ従来のインク
ジェット記録ヘッドの一例を示す断面図と、接着剤のは
み出しを模式的に示した図である。FIGS. 13A and 13B are a cross-sectional view showing an example of a conventional ink jet recording head and a diagram schematically showing the protrusion of an adhesive.
【図14】従来のインクジェット記録ヘッドの一例を示
す図である。FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a conventional inkjet recording head.
1 ノズル開口 2 ノズルプレート 3 流路形成板 4 振動板 4a アイランド部 4b 第1の厚肉部 4c 第2の厚肉部 4d 第3の厚肉部 4e ダイヤフラム部 5 基板ユニット 6 圧電振動子 7 基台 8 固定ユニット 9 圧力発生室 10 インク供給口 11 共通のインク室 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Nozzle opening 2 Nozzle plate 3 Flow path forming plate 4 Vibration plate 4a Island part 4b First thick part 4c Second thick part 4d Third thick part 4e Diaphragm part 5 Substrate unit 6 Piezoelectric vibrator 7 base Table 8 Fixed unit 9 Pressure generation chamber 10 Ink supply port 11 Common ink chamber
フロントページの続き (72)発明者 三浦 和彦 長野県諏訪市大和3丁目3番5号 セイ コーエプソン株式会社内 (72)発明者 中 隆廣 長野県諏訪市大和3丁目3番5号 セイ コーエプソン株式会社内 (56)参考文献 特開 平5−169651(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B41J 2/045 B41J 2/055 Continuing on the front page (72) Inventor Kazuhiko Miura 3-3-5 Yamato, Suwa-shi, Nagano Inside Seiko Epson Corporation (72) Inventor Takahiro Naka 3-3-5 Yamato, Suwa-shi, Nagano Prefecture Seiko Epson shares In-company (56) References JP-A-5-169651 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B41J 2/045 B41J 2/055
Claims (8)
圧力発生室と共通のインク室とを接続するインク供給口
を区画する通孔が穿設された流路形成板と、前記圧力発
生室に連通するノズル開口が穿設されたノズルプレート
と、圧電振動子の変位を受けて弾性変形するダイヤフラ
ム部を備えた振動板とを液密に積層、固定して構成した
基板ユニットを基台に固定してなるインクジェット記録
ヘッドにおいて、 前記振動板には、前記圧力発生室のインク供給口側、及
びノズル開口側の近傍に、前記ダイヤフラム部よりも厚
く、かつ前記ダイヤフラム部を露出させるように前記圧
電振動子側に延長された枠状の厚肉部が形成されてい
て、前記枠状の厚肉部に対向する領域が基台との接着領
域とされているインクジェット記録ヘッド。A pressure generating chamber, a common ink chamber, and a flow path forming plate provided with a through hole for defining an ink supply port connecting the pressure generating chamber and the common ink chamber; A base plate is constructed by liquid-tightly laminating and fixing a nozzle plate having a nozzle opening communicating with a chamber and a diaphragm having a diaphragm portion elastically deformed by displacement of a piezoelectric vibrator. In the ink jet recording head fixed to, the diaphragm is thicker than the diaphragm portion near the ink supply port side and the nozzle opening side of the pressure generating chamber, and is configured to expose the diaphragm portion. An ink jet recording head, wherein a frame-shaped thick portion extended to the piezoelectric vibrator side is formed, and a region facing the frame-shaped thick portion is an adhesion region with a base.
からなるアイランド部が形成されている請求項1のイン
クジェット記録ヘッド。2. An ink jet recording head according to claim 1, wherein an island portion formed of a thick portion is formed in a region facing said piezoelectric vibrator.
るように前記枠状の厚肉部が延長されている請求項1の
インクジェット記録ヘッド。3. The ink jet recording head according to claim 1, wherein said frame-shaped thick portion is extended so as to face a partition partitioning said pressure generating chamber.
る領域で途切れている請求項1のインクジェット記録ヘ
ッド。4. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the thick portion is interrupted in a region facing the piezoelectric vibrator.
画する隔壁の幅よりも狭く設定されている請求項1のイ
ンクジェット記録ヘッド。5. The ink jet recording head according to claim 1, wherein a width of said thick portion is set to be smaller than a width of a partition partitioning said pressure generating chamber.
圧力発生室と共通のインク室とを接続するインク供給口
を区画する通孔が穿設された流路形成板と、前記圧力発
生室に連通するノズル開口が穿設されたノズルプレート
と、圧電振動子の変位を受けて弾性変形するダイヤフラ
ム部を備えた振動板とを積層し、接着剤で液密に固定し
てなるインクジェット記録ヘッドにおいて、 前記振動板が、少なくとも前記圧力発生室のインク供給
口側、及びノズル開口側の近傍に、前記ダイヤフラム部
よりも厚い枠状の厚肉部を備え、かつ前記厚肉部が前記
圧力発生室側にオーバハングしているインクジェット記
録ヘッド。6. A flow path forming plate having a pressure generation chamber, a common ink chamber, and a through hole for defining an ink supply port connecting the pressure generation chamber and the common ink chamber, and the pressure generation chamber. Ink jet recording in which a nozzle plate having a nozzle opening communicating with a chamber is laminated with a diaphragm having a diaphragm portion that is elastically deformed by displacement of a piezoelectric vibrator, and is fixed in a liquid-tight manner with an adhesive. In the head, the vibrating plate includes a frame-shaped thick portion that is thicker than the diaphragm portion, at least near the ink supply port side and the nozzle opening side of the pressure generating chamber, and the thick portion has the pressure. An ink jet recording head that is overhanging on the generation chamber side.
る領域の前記厚肉部の幅が、前記圧力発生室を区画する
隔壁の幅よりも5乃至50%広く設定されている請求項
6のインクジェット記録ヘッド。7. The width of the thick portion in a region facing the partition that partitions the pressure generating chamber is set to be 5 to 50% wider than the width of the partition that partitions the pressure generating chamber. Inkjet recording head.
動子側を基台との接着領域とする請求項6のインクジェ
ット記録ヘッド。8. The ink jet recording head according to claim 6, wherein the piezoelectric vibrator side from both ends of the pressure generating chamber is a bonding area with the base.
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